蔺鼎读

摘要：对于水平井钻井技术来说，在石油开采的过程当中发挥出很大的功效和作用。面对石油资源严重短缺的形势，加大对水平井钻井技术的运用力度，有助于提升石油开采工作的效率，尤其对于石油的勘测工作而言，体现出良好的功效，一方面，达到使石油开采量增多的目的;另一方面，则使石油开采的经济成本得以下降，减小此项工作带给自然环境的危害。所以，科学利用水平井钻井技术可谓十分关键。本文通过分析当前水平井钻井技术发展的状况，同时探究了水平井钻井技术的具体应用案例，以便带给有关水平井钻井技术人员一定的参考和帮助。

关键词：水平井;钻井技术;应用

引言：在科技力量的推动之下，让国内的水平井钻井技术不断完善，并且被广泛加以推广和应用，在油田开采和利用中发挥出很大的作用，既增加了油井开采的数量，又有效控制了水平井钻井技术的研发成本，让此项技术获得了很大的关注与重视，由此说明了水平井钻井技术巨大的发展空间，通过做好研发工作，并且合理进行使用，有助于及时分析并处理此项工作当中遇到的问题，进而增强水平井钻井技术的实际应用成效。

1.当前水平井钻井技术发展的状况

从当前的情况来说，国内石油资源的数量呈现出日益紧缺的趋势，提高了开采工作的困难程度。不过，开发水平井的过程当中，拥有诸多不同的优势，比如，相应的开采作用条件良好、很长的油层以及更多的经济收益等，得到了广大石油企业普遍的关注，开始加大针对水平井钻井技术的研发和运用的力度。特别在最近几年当中，得益于科技日益进步的影响，面对石油被大面积开采的情况，让石油水井的数量与日俱增，促使水平井钻井技术广受重视，发挥出很大的作用，其实际运用的效果是非常显著的。无论从数量，还是从开采的质量方面，均达到了既定的目标。与此同时，水平井钻井技术日趋成熟[1]。不过相较于外国的技术而言，国内的发展时间较短，与其依然存在一定的差距，因而，需要进一步加快对水平井钻井技术的研发速度。实际上，从一个国家的角度而言，油气产业的发展程度象征着其整体的实力情况，因而，国内也加快了对油田开采的进程，并且充分借鉴外国一些先进的技术和丰富的经验，加大对新型油田开采技术的应用力度，体现出水平井钻井技术的优势和功效，达到严控钻井作业成本的目的。虽然从前我国在水平井技术方面存在一定的局限性，所研发技术的运用范围不够广泛，不过，从目前的技术来看，有了很大的进步，应用的次数更多，范围也更加广泛。另外，通过科学运用先进的水平井钻井技术，能够达到石油开采的产量目标，并且适用于砂岩十分疏松的油藏开采工作[2]。

2.水平井钻井技术的具体应用案例

2.1某某水平井开采工程项目概况与开采特征

此次研究以某某水平井开采工程项目为例，旨在探究与分析水平井钻井技术的应用方案，并且构建出勘探开发的相关技术标准。在此区域当中包含了面积为208km2的含气岩体，相应的采储量为405×108m3，在2019年初产能为800×103 m3。2019年的年产能为48×108m3。具体进行开采的过程当中，表现出如下几点特征：

2.1.1地层十分复杂

对于此水平井开采工程项目来说，其地层包含了下述几个方面的特征：（1）浅层较为疏松，雷一～嘉四的地层，其孔隙与裂缝得以正常发育，相应的地层承压力不高，表现出井漏的现象。（2）地层欠缺一定的稳定性，容易出现垮塌的事故。（3）在水平段的地层页岩储层容易发生垮塌事故，相应的垮塌物表现出层状、块体的形状，而岩石的应力在不同的方向也是不同的，表现出上漏下垮的显著现象。

2.1.2提升了轨迹管控的困难程度

井眼的密度较高，同时存在生产井、正钻井一起处在相同平台的现象，其上端应该实施密集防碰处理。受到由于地层特征的影响，使用普通钻具对井壁上面的支点作用减弱，形成造斜率不足的情况，假如进行长期滑动钻进处理，必然减慢会机械设备的钻速，无法确保井眼的光滑性[3]。

2.1.3机械设备的钻速缓慢

对于上部的井段来说，因为井眼自身的尺寸很大，地层的可钻性不佳。由于研磨性很强，导致钻头出现受损的情况。根据有关防碰的规定实施定向，进行定向的时候，容易发生托压的情况，减慢了机械的转速。

2.2水平井钻井技术的运用

2.2.1井身结构的合理设计

对于一开Φ444.5mm井眼来说，由于此平台属于为密集丛式井的开发处理，所以，需要积极开展防碰工作，选择处于500m的位置实施防碰定向，并且运用充气钻井难以进行防碰绕障处理。借助空气钻，在漏层方面的优势十分明显，通过把一开设计至嘉四可封的隔漏层，并且缩短大井眼的长度，提高空气钻速。

对于二开Φ311.2mm井眼而言，基于达到既安全，又迅速进行钻井的目的，结合地层的情况，应该运用空气钻井，做到有效提速，针对造斜段与水平段来说，则需要运用相关旋转导向工具，达到提升速度的效果。而在茅口层位当中，包含了较少的硫化氢，属于二开的必封点。通过把技术套管下到韩家店的上部之后，能够有助于空气钻作业，实现对其中有害气体层的封隔处理[4]。

对于三开Φ215.9mm井眼而言，使得造斜点出现下移的现象，当进到龙马溪的时候，可以借助高造斜率旋轉导向的方式，达到提高速度的目的。而井身结构的具体设计情况见下图1。

2.2.2针对井眼轨迹设计的改进

由于邻井井口的距离为5m，设计轨迹的时候，应该首先把两井的井间距进行拉开，然后参考左右两口邻井的情况，可以在造斜点以前，进行井斜吊直处理，对造斜段实施增斜扭方位的三维设计方法，提高了井眼轨迹的安全性。进行三维井水平井钻井的时候，不仅应该增设井斜，而且还需要扭方位，要求相关钻具工具的增斜能力得以提升。现阶段，主要运用了旋转导向钻井，表现出轨迹十分光滑、摩阻的扭矩较低等优势，不过钻井作业的成本较高。

根据钻井、后期的改造等相关规定可知，需要采用的剖面设计方式达到下述规定：

（1）应该符合现阶段我国普通螺杆钻具的造斜能力要求，使得剖面设计可以和钻井工具相匹配，便于控制经济成本。

（2）确保三维井段尽可能较短，便于使摩阻的扭矩下降，并且，要求井眼轨迹相应的全角变化率達到后期压裂管柱等方面的规定。

（3）紧密联系相关地层的特征情况，进行剖面设计的过程当中，需要确保更加平滑、顺畅，进而使实钻时候得摩阻扭矩得以下降，达到有效管控实钻轨迹的效果。

根据此区域的小靶前距与大偏移距的水平井状况，构成了独特的现象，可以运用三段制三维水平井的井身剖面设计方式，然后结合各个造斜点与增斜扭方位点的情况，科学进行钻具组合受力分析工作，一方面，能够改进造斜、增设斜扭方位点的目的;另一方面，有利于确保所选造斜率的合理性，充分发挥出此种设计方式的作用[5]。

2.2.3注重对钻井液转换技术的科学利用

对于此区域当中，其上部井段出现了很多的漏层，同时井斜很小，通过借助高性能的水基钻井液，一方面，降低了由于井漏造成的巨大经济损失，另一方面，则增强了封堵处理的效果。当进到龙马溪之后，由于造斜段水平段逐渐得以延长，使得钻具和井壁的接触次数增多，摩阻也随之增加，因为页岩拥有良好的吸水软化性能，使井壁无法确保一定的稳定性，易于产生垮塌的情况，而水基钻井液易于造成井下变得非常复杂。所以，可以运用较高密度的油基钻井液，对比水基钻井液，相应的含水量更少，发挥出良好的润滑作用，既减小了相关钻具和井壁间的摩阻，又加快了机械地钻速。

2.3实际的运用状况分析

2.3.1 C18水平段泥浆体系的转换运用

针对C18井而言，属于典型的水平井，此井的井深为4740m，水平段的长度为2046m，页岩的钻遇率则是100%。此井对于上部井段，主要运用了MWD与螺杆的组合方式，实施防碰钻进处理，在进到龙马溪之后，需要更换旋转导向，然后进行增斜扭方位处理，并且在井深度4002m、水平段的长度1382m的位置，井下起下较为艰难，见表1，应该转换成相应的油基钻井液体系，进而采用LWD与螺杆的组合方式，有利于进行超长水平段的钻进作业。

2.3.2 C20水平段钻柱扭摆系统的合理运用

由于C20井的设计水平段长度为1200m，此井运用了旋转导向系统，当钻进到井深度为3245.2m的时候，因为井下的摩阻较大，相应的旋转导向系统没有信号，需要采用LWD与螺杆的定向钻具组合方式，并且应用钻柱扭摆钻井系统。此井的实际钻进到井深为4025m时结束，扭摆系统的累计进尺为775.24m，此系统处于C20井一共运用了8个定向井段，共计定向为95.42m，具体的运用状况见下表2。

结束语：

综上所述，在对水平井钻井技术运用的过程当中，需要做好针对水平井钻井技术配套设施的完善工作，以便达到不同种类水平井的作业需求。通过依靠此项举措，不但确保水平井钻井施工的质量达到相关规定，而且提升了矿藏的钻遇率，缩短了水平井施工技术的运用时间，进而完成了增加单井产量的任务，获得了更多的经济收益。

参考文献：

[1]伦立权，张阳阳，李园园.水平井钻井技术研究[J].中国化工贸易，2019，217（125）：349-350.

[2]余福春，陈晓燕，陈宏宇.塔河油田超深侧钻水平井钻井技术研究与应用[J].石油天然气学报，2019，169（312）：329-334.

[3]田树林，杨明伟，杨丽月.薄油层水平井钻井技术研究与应用[J].钻采工艺，2019，198（023）：1115-1117.

[4]余福春，韩立国，杨君明，等.东河塘油田超深水平井钻井技术研究与应用[J].钻采工艺，2019，332（106）：122-126.

[5]谭秀华，董卫军，张德江.页岩气水平井钻井技术研究[J].中国石油和化工标准与质量，2019，200（003）：181-184.